DE656523C

DE656523C - Elektronenroehre

Info

Publication number: DE656523C
Application number: DET40263D
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Jobst
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1932-02-20
Filing date: 1932-02-20
Publication date: 1938-02-12

Description

Es ist bekanntlich, möglich, eine fallende Entladungscharakteristik in einer Elektronenröhre durch Ausnutzung von Sekundäremissionserscheinungen darzustellen. Derartige Röhren besitzen in Selbsterrcgungsschaltungen dem Vorteil, daß im Gegensatz zu den Rückkopplungssehaltungen nur ein ■einziger Schwingungskreis ohne zusätzliche Kopplungselemente benötigt wird und das

ίο Auftreten von Mehrwelligkeiten und Zieherscheinungem dadurch ausgeschlossen ist. Andererseits beherrscht man die Sekundäremissionserscheinung in der Praxis noch nicht hinreichend gut, um sie jederzeit zu reproduzieren und größere Stückzahlen völlig gleichartig arbeitender Röhren herstellen zu können.

Die Erfindung bezweckt die Herstellung •eines fallenden Kennlinienverlaufes auf einem anderen Wege als durch Sekundäremission, nämlich durch Ausnutzung von Raumladungsstauungen im Entladungsraum.

Es soll ferner eine Entladungsröhre geschaffen werden, bei der trotz Verwendung einer Hochleistungskathode die Entladungsvorgänge bis zu einem gewissen Grade unempfindlich gegen Veränderungen des Kathodenzustandes (Temperatur und Emissionsfähigkeit der Kathode) sind.

Die Erfindung geht davon-aus, daß in einer Elektronenröhre mit einer hiochemittieremden Kathode bei Anpassung von Stromdichte und Geschwindigkeit der Elektronen, hervorgerufen durch die entsprechend gewählten Spannungen an geeignet gelegenen Gittern, der Anodenstnom. trotz steigenden Gesamtstromes abnimmt. Macht man nun den Versuch, nach Einstellung des Anodenstromies auf den abfallenden Teil der Kennlinie mittels, geeigneter Wahl der Stromregelungsspannung an dem der Kathode zunächst liegenden Gitter, die Spannung an einem zweiten Gitter zu erhöhen, so· wird der Strom zu diesem Gitter zunächst ansteigen. Von dem Moment ab aber, in dem bei weiterer Steigerung der Gitterspannung 2 (s. Abb. 2) die Elektronengeschwindigkeit so· groß wird, daß ein Durchbruch durch die zwischen Gitter 2 und Anode liegende Raumladung erfolgt, wird der Strom zum Gitter 2 wegen Zunahme des Anodenstromes wieder absinken, wenn dabei der Gesamtstrom nicht wesentlich steigt.

Dazu ist es nun erforderlich, daß die Wirkungen von Gitter 1 und Gitter 2 tatsächlich weitgehend getrennt sind. Eine Vergrößerung des Gesamtstromes bei Erhöhung der Spannung E₂ soll praktisch nicht auftreten, nur eine · Gescliwindigkeitsvermehrung der das Gitter 2 durchfliegenden Elektronen. Es muß daher der Durchgriff des zweiten Gitters (Beschleunigungsgitter) durch das erste (Stromregelungsgitter) so klein wie möglich gewählt werden. Unter Umständen ist es zweck-

'*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Günther Jobst in Berlin.

mäßig, diesen kleinen Durchgriff durch ein dazwischengeschaltetes Schirmgitter zu erzielen.

Dann ist die Wirkungsweise einer so> betriebenen Röhre sehr ähnlich einer Raum-.-ladungsgitterröhre, bei der unter Umständen die Erhöhung der Raumladungsgitterspannung ebenfalls zu einer Erniedrigung des Raumladegitterstromes zugunsten des Anodenstromes führt, aber nur dann, wenn der Gesamtstrom infolge Sättigungserscheinungien nicht mehr zunehmen kann. Eine solche Anordnung hat aber gewisse Nachteile. Bei Röhren mit hochemittierenden. Kathoden weist der Emissionsstrom keine ausgesprochenen Sättigungserseheinungen. auf. Das Stromregelungsgitter 1 hat gegenüber der Emissionsregelung durch die Heizfadentemperaturänderungen aber noch den Vorteil genauerer Einstellung unabhängig von Schwankungen der Kathodeneigenschaften und wirkt schließlich bei positiver Vorspannung raiimladungsvermindernd in der Nachbarschaft der Kathode und steigert daher die Stromdichte so erheblich, daß der Effekt viel stärker ausgeprägt sein kann.

Es kommen also bei geeigneter Einstellung der Gitterspannung 1 und 2 sowie der Anodenspannung Charakteristiken des Gitterstromes 2 zustande, die als negative Charakteristiken anzusprechen sind (s. Abb. 1). Sie sind zur Schwingungserzeugung nötig, können aber auch b'ei geeigneter Auswahl der äußeren Schaltelemente zur Verstärkung mit Entdämpfung oder zur Gleichrichtung besonders im Umkehrpunkt (Maximum) ausgenutzt werden, Abb. 2 zeigt eine grundsätzliche Schaltung zur Schwingungserzeugung, wobei der als Nutzwiderstand dienende Schwingungskreis L, C am zweiten Gitter angeschlossen, ist. Die Polarisierung der Betriebsspannungen kann dabei so gewählt werden, daß entweder das Beschleunigungsgitter oder die Anode die höchste positive Spannung er* hält.

Es kann weiter zweckmäßig sein, zur Erhöhung der Raumladewirkung zwischen dem Beschleunigungsgitter und der Anode noch ein weiteres Gitter anzuordnen, welches vorzugsweise auf negativem oder Kathodenpotential gehalten wird. Im letzteren Falle kann dieses Gitter innerhalb der Röhre oder des Sockels leitend mit der Kathode verbunden werden. Andererseits kann dieses Gitter auch zur Steuerung verwendet werden, z. B. zur Modulation der auf Grund der negativen Charakteristik erzeugten Schwingungen.

Abb. 3 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung modulierter Schwingungen, bei der sowohl zwischen Gitter 1 (Stromregelungsgitter) und Gitter 3 (Beschleunigungsgitter) noch ein Schirmgitter 2 angebracht ist als auch zwischen Gitter 3 und Anode ein Gitter 4 mit den eben besprochenen Wirkungen. Die Mo- ; d'ulationsspannungen werden über den Trans-Vfgreater T dem vierten Gitter aufgedrückt.
^i^Öiese Anordnung ist der eines Gitter-'■.dynatrons, das mit Sekundäremission von der ""Anode aus arbeitet, in mancher Hinsicht äußerlich sehr ähnlich. Daß die Wirkungsweise dieser Anordnung aber auf einem ganz anderen Prinzip beruht, geht aus verschiedenen Umständen hervor. Ein Gitterdynatron kann z. B. nicht arbeiten, wenn die Gitterspannung höher als die Anodenspannung ist oder wenn zwischen Gitter (Leistungsgitter) und Anode keine Spannungsdiffenenz vorhanden ist,, weil dann die von der Anode abgelösten Sekundärelektronen nicht zum Gitter hinübergehen können. Ebenso· wird es nicht arbeiten können, wenn zwischen Leistungsgitter und der Anode ein weiteres Gitter angeordnet ist, dessen Spannung einen Übergang von Sekundänelektronen von der Anode zum Gitter verhindert. Gerade aber ein solches Gitter kann, wie gesagt, für den vorliegenden Zweck außerordentlich wirkungsvoll sein, da die Stabilität der Raumladung auf diese Weise größer ist als ohne Gitter.

Zusammenfassend lautet die Anweisung des Erfindungsgedankens:

Unter Zugrundelegung der Lehre über die getrennte Einstellung von Stromdichte und Elektronengescliwindigkeit zum Erhalt kritischer Raumladezustände kann erreicht werden, daß trotz Steigens der Spannung des Beschleunigungsgitters ein Absinken des nach diesem. . Gitter fließenden Stromes eintritt, wenn nur dafür gesorgt wird, daß die Änderung der Beschleunigungsgitterspannung trotz genügender Emission der Kathode keine wesentliche Änderung der Summe der zur Anode und diesem Gitter fließenden Ströme hervorruft. Das ist zu erreichen durch einen hinreichend kleinen Durchgriff der Gitterspannung 2 in bezug auf die Umgebung der Kathode.

Claims

Patentansprüche:

i. Elektronenröhre mit einer hochemittierenden Kathode, mindestens zwei Gittern und einer Anode zur Herstellung eines fallenden Kennlinienverlaufes, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgriff des zweiten der Anode näher liegenden der beiden Gitter (Beschleunigungsgitter) durch das erste der Kathode näher liegende so klein ist, daß eine Erhöhung der Spannung des zweiten Gitters eine Abnähme des Stromes dieses Gitters zur Folge hat.
2. Elektronenröhre nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Raumladewirkung ein drittes Gitter zwischen dem zweiten Gitter und der Anode angeordnet ist.
3. Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gitter im Innern der Röhre an die Kathode angeschlossen, ist.
4. Schaltung zum Betrieb einer Elektronenröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Gitter negativ vorgespannt ist.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der negativen Vorspannung des dritten Gitters eine Steuierwechselspannung überlagert wird.
6. Schaltung zum Betrieb einer Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode das höchste positive Potential der Röhre hat.
7. Schaltung zum Betrieb einer Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Gitter das höchste positive Potential in der Röhre hat.
8. Schaltung zum ßetrieb von Röhren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzwiderstand, im Stromkreis des zweiten Gitters (Besehleunigungsgitter) liegt.
9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzwiderstan!d ein aus Widerstand, Selbstinduktion und Kapazität bestehender Schwingungskreis ist, der durch die negative Charakteristik· des Gitterstromes zu Schwingungen angeregt oder entdämpft wird.
10. Elektronenröhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen erstem und zweitem Gitter zur Verringerung des Durchgriffes ein Schirmgitter angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen